T.P. n°1
Rayons X et loi de diffraction
BUT :
Il s’agit tout d’abord d’observer le phénomène de diffraction des rayons X sur un cristal de fluorure de nickel et d’en déduire la loi de Bragg. Nous pouvons ensuite déterminer la distance interéticulaire de cristal LiF.
Nous réalisons par la suite la diffractogramme émis par une anticathode de cuivre afin de repéré les raies d’émission Kα et Kβ et la valeur de la longueur d’onde λmin. A – Observation de la diffraction
On applique une haute tension de 25 kV, l’angle du cristal de LiF θ est de 20 °C. On fait varier l’angle de la baie de comptage θ’ de 26 à 50° grâce à un logiciel.

On peut ensuite représenter graphiquement le nombre d’impulsion N en fonction de θ’.

Exploitation :
On observe un pic vers 38°.
En effet, les rayons X viennent percuter le cristal de LiF (réglé à 20°), est sont capter par la baie de comptage à 38°.

Ainsi l’observation de la diffraction nous permet dans déduire une loi : La loi de la réflexion.

B – Détermination de la distance des plans de Bragg.

On applique une haute tension de 25 kV, on met en place un collimateur recouvert d’un filtre de nickel (λincident = 1,542 Å) qui va permettre un rayonnement monochromatique. L’angle du cristal de LiF est de 20°.
On fait varier l’angle de 20 à 25° est on obtient le graphique suivant représentant le nombre d’impulsion N en fonction de l’angle.

Exploitation :
Nous allons faire un zoom à l’échelle atomique pour pouvoir déterminer une nouvelle loi :

On se place entre deux plans de Bragg :

δ = différence de marche = AB = nλ (n est d’ordre 1) ;
AB = λ
AO + OB = 2d*sin (θ)

car AO = d*sin (θ) et OB = d*sin (θ)

On obtient donc : λ = 2d * sin (θ)
On peut ainsi déterminer la distance d séparant deux plans adjacents de Bragg : d= λ
2 sin (θ)
Nous obtenons donc d = 1,542 / (2*sin21,5) = 2,10 Å.
La distance interéticulaire du constructeur est de 2,01 Å.

C – Spectre de rayon X émis par une anticathode